西安理工大学自动化与信息工程学院, 陕西 西安 710048
分析了涡旋光与平面波的干涉现象，利用涡旋光共轴叠加干涉生成携带双态轨道角动量的光，并将其应用于轨道角动量拓扑荷数的检测。利用叉形错位光栅制备呈中心对称的涡旋光束，并讨论了在不同拓扑荷数情况下，利用两束涡旋光束干涉制备双态轨道角动量光束。数值模拟和实验结果表明，随着拓扑荷数的数值及正负的变化，两束涡旋光束干涉叠加后其干涉图像发生规律性的变化，据此可检测涡旋光束。涡旋光束在信息传输及编码方面具有重要意义，此研究为其在自由空间通信中的复用提供了实验依据，也为光通信系统的性能改善提供了可能。
衍射 轨道角动量 干涉叠加 涡旋光束 叉形光栅
1 燕山大学理学院， 河北 秦皇岛 066004
2 燕山大学里仁学院， 河北 秦皇岛 066004
基于由计算全息法制作的叉形光栅，研究了平面光束斜入射叉形光栅对涡旋光束特性的影响。从理论上分析平面光束斜入射叉形光栅时，两对称分布涡旋光束间距随平面光与光栅平面的夹角α变化而增大；实验进一步验证了随α角的增大，对称分布的衍射涡旋光束亮斑间距也增大。该研究结果对计算全息法产生高质量涡旋光束的实验有一定的指导意义。
全息 叉形光栅 光束斜入射 涡旋光束
1 华侨大学信息科学与工程学院， 福建 泉州 362021
2 四川大学激光物理与化学研究所， 四川 成都 610064
利用惠更斯菲涅耳衍射积分以及叉形光栅的透射率函数，推导出了涡旋光束经叉形光栅衍射后的解析表达式。详细研究了涡旋光束通过携带拓扑电荷数l的叉形光栅后的光强分布和拓扑电荷数。结果表明，中心零级光斑和入射涡旋光束的拓扑电荷数m相同；随着衍射级数n的变化，衍射光斑的拓扑电荷数变为nl+m。当满足nl+m=0时，该n级光斑中心为平面波形的亮斑，在此光斑两侧随着衍射级数的改变，衍射光斑的空心半径逐渐增大。根据平面波光斑所在位置的级数n以及叉形光栅携带的拓扑电荷数l，由nl+m=0可确定入射涡旋光束的拓扑电荷数m。将计算结果与实验结果做了比较，发现两者基本吻合。
衍射 涡旋光束 叉形光栅 拓扑电荷数
